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2017年3月

2017年3月29日 (水)

フィルムに記録される有効情報量 ~ 適正露光条件から、有効フィルム粒子径を推定する ~

        ----------      <はじめに>    ----------

 高感度フィルムは粒子径が粗く、高密度なフィルムは感度が低い。
 と一般に言われます。
 フィルムの粒状性を実際に測定せずに、
 適正露光に必要な光量から、粒子径を計算する事はできないものでしょうか。
 つまり、使う計算式は、

  (照射された光子数 * 発生確率) / 面積 ==> 感光粒子数 / 面積

 もし、これが可能であれば、感光粒子間の距離を知らずに、
 そのフィルムに記録可能な有効情報量を計算できます。
 そのフィルムの適正露光条件から、記録可能な有効情報量を推定する。
 というのが本論文の目的です。

        ----------      <計算>    ----------

□仮説:フィルムの有効情報量は光子に反応した銀粒子核の数で決まる。
□結論:35mmフィルムの有効記録情報量:106 [MByte]
□条件:
・被写体位置での照度  :41000 [lx]
・レンズF値          :11
・シャッター速度      :1/125 [sec.]
以上の条件で適正露光であるフィルムの場合。
(ISO 100フィルムにて基準露光量に対して+6.3EV)

・倍率 β      :倍率:0.02 (=36mm/1800mm)
・レンズ透過率 t:   100  [%]
・フィルム面積  :24*36*10^-6 [m^2]

□仮定
 ・光ショットノイズは、sqr(N)。
  256諧調を完全に確保するために、256^2 = 65536個のAg核が必要。と仮定。
 ・Ag核発生率    :   100  [%] //100個のPhotonで100個のAg核発生。

□計算結果:

[1] 光伝達効率:0.1986%
     = t/{4*F^2*(1+β)^2)}

     E  = π * L * t/{4*F^2*(1+β)^2)} //光学技術ハンドブック
        L : 被写体の輝度
        E : フィルム面照度
        π * L = 完全拡散な被写体とした場合の被写体位置での照度。

[2] フィルム面照度:81.42 [lx]

[3] フィルム面露光量:0.651 [lx・Sec.]
    = (フィルム面照度)*(シャッター速度)

[4] フィルム面への全照射エネルギー E_total:0.8276 * 10^-6 [J]
        E_total = (フィルム面露光量)*(フィルム面積)/680
                1 [lx] = 1 [lm/m^2]
                λ= 555nmの光エネルギー : 1[W] = 680 [lm]

[5] 照射Photon数 N_total_photon :2.31 x 10^12 [個]/(24*36mm^2)
        N_total_photon = E_total/E_photon

        1 Photonのエネルギー : E_photon = h * C / λ
                h=6.6256*10^-34 [J・Sec.]
                C=3.0 * 10^8 [m/Sec.]
                λ=555 * 10^-9 [m]

[6] Ag核間距離:0.0193 * 10^-6 [m]
        sqr{(フィルム面積)/(N_total_photon * Ag核発生率)}

[7] 256諧調を出すための基本ユニットサイズ:4.95 * 10^-6 [m]
        0.0193 * 256 = 4.95

[8] 有効画素数:3526 [万画素/色]
        (フィルム面積)/{(4.95*10^-6)^2}

[9] 全記録情報量:35.26 [MByte]
        RGBの3色で3倍。3*35.26 =105.8 [MByte]

初出-----
Nifty-Serve FPHOTOD  MES( 3):#04109 1999/01/24 00:06
--------------------

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iPhoneの画面の pixel density 光学解像度 (resolution) を計測しよう

(1)まず 線数メーターを用意します。

http://www.japanprinter.co.jp/cgi-bin/bkdatabase/bookdatabase.cgi?key=%20igs-linemeter

(2)これをiPhoneに載せます。

(3)カメラを自撮りモードにします。

(4)更に、空中に鏡を置きます。

(5)自撮り用のカメラに自撮り させます。

結果:

Resolution_iphone5

(6)最後に画像を左右反転します。

※ ImageJ がお奨め

(link: https://imagej.nih.gov/ij/)

Iphone5

測定結果→ 325 pixel per inch

実際には、、

https://www.tekrevue.com/retina-display-comparison/

Iphone_pixel_density

326 ppi ですね!

(以上)

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視力1の眼は30cmの距離で291ppi を分解する。

今回は、お勉強をしましょう。
『視力1の眼は30cmの距離で291ppi を分解する。』
微小角の計算は角度表記を「度」ではなくて「ラジアン」を使うと便利です。
定義: 180度 → π (ぱい)ラジアン
微小角の時には、
θをラジアンで現せば、
sin θ → θ
tan θ → θ
と略す事が出来る。
ところで、視力1ってのは角度1分を分解する能力。
角度1分は、角度1度の1/60。
計算)
1分は、(π/180)/60 ラジアン。
例えば、300mm 先の角度1分で見分ける事の出来るサイズは?
300*tan((π/180)/60) [mm]
微小角なので略すことができるので
300*tan((π/180)/60)
=300*(π/180)/60)
=π/36
=3.14156/36
=0.08727 [mm]
髪の毛の太さは一般的に0.07mmと言われているので、髪の毛1本相当の分解能ですね。普段は黒いのでコントラストで見分けられますが、背景と同じ色(白髪)で影など無く、コントラストが無い場合、視力1.0 の人は、30cm離れた場所に落ちている白髪を発見できない。という計算になります。

ところで、
微小サイズは、ppiで表すと便利です。
ppi: pixel per inch
定義: 1インチは25.4mm
25.4mm/0.08727mm
=291 ppi
(ニクイ と覚える^^)

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2017年3月28日 (火)

デジタルアーカイブの動向

このところデジタルアーカイブの動向をいろいろ調べています。

まとめてみます。

[ハードウェアの環境]

・CPUパワーが上がり、マルチコア技術により10億(1GPixel)を超える画素数の画像であっても処理速度が格段に上がった。

・サーバー環境が整い、巨大な画像の保存環境が整ってきた。

[ソフトウェアの環境]

・WindowsOSが64bit対応となり巨大なサイズの画像が扱えるようになった。

・Adobe Photoshop は、現在最新のバージョンで、30万pixel x 30万pixelまで作成できる。

例えば、400ppiの解像度で、19メートルの巻物を扱える。

・Zoomifyなど(古くは Live PictureやFlashpixなど)「タイル構造=ピラミッド構造」の巨大画像保存、表示、方式の普及により、スマホなどでも気軽に巨大画像の拡大縮小、スクロールする環境が整ってきた。

・Flashなど特殊なプラグインを必要としていたAdobeなどの進め方が方向転換され、HTML5(*1)といったオープンソースを基本としたプログラム(Java)に移行しており、どんなブラウザからも、特別な作業無しで見られる環境が整ってきている。

[時代背景]

・2011.3.11の大震災を経験し、歴史的資料のデジタルアーカイブの重要さが再認識された。

・地方創生の意識が、地域資源、地元の宝とは何か、という視点を持たせ始めた。地域に残る貴重な資料を広く納税者に還元する動きが活発化している。

[コンテンツ]

・鹿児島市などを皮切りに 地図情報のオープンソース化が進んでいる。自治体が持つ地理情報を広くオープンソースとして公開し、民間に再利用させようとする動きが活発化している。

・長野県は県立歴史館が保存していた明治時代初期の地図を国土地理院で勤務したOBなどの人材と組み全地図のデジタルアーカイブ事業を終え公開した。(*2)

時代はきているなぁと感じています。

『あたかも 現物を目の前にして ルーペで覗いているかのうような錯覚を覚える デジタルアーカイブデータの公開』 の時代がやってきた。

そう感じています。

(2017.3.28 、一ノ瀬)

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2017年3月17日 (金)

デジタルギャラリー ページを開設しました

デジタルギャラリーページへ

#オルソスキャナ によるスキャン画像。 
昭和10(1935)年1月1日 アジア極東(日本、朝鮮半島、中国、ロシア)地図。浮世絵。
歪みの全く無いオルソ画像、シェーディング補正したイメージスキャナ画像です。

Gallery2_2

2017年3月 4日 (土)

図面、地図や部品を ±0.1mmの寸法精度で測りたい その方法

公式ホームページに清書し掲載しました。ぜひこちらをご覧下さい。

http://www.imeasure.co.jp/ortho/report.html

図面や地図やアート作品や加工部品を高精度(例えば、±0.1mm)に測りたいとき、その撮影作業の「目標精度」について検討します。

具体的には、ターゲット(図面や地図やアート作品や加工部品)をどの程度精度良く設置すべきか?その計算をしてみます。

これは、ターゲットのデジタル画像を撮像するカメラマン(もしくはスキャナオペレータ)が、ターゲットを設置する場合、その設置精度をどの程度制御して(留意して)設置すべきかの計算です。

まず、目標寸法精度 を ±0.1mm に設定します。デジカメを使って図面を撮影する作業を考えます。

Case1_fig11_dsc

ここで例えば、レンズ~ターゲットまでの距離を1メートルと仮定します。(被写体レンズ間距離を作動距離:W.D. ワーキングディスタンスと呼びます。)

まず、変動要因として撮影距離を考えます。

カメラを三脚に固定しターゲット(図面や地図)にピントを合わせ撮影します。この作業を繰り返し、ターゲット(図面)を差し替えて、撮影作業を続けます。この時、ターゲットとカメラの距離設置精度が、撮影倍率に与える影響を評価します。例えば、撮影距離の変動が、± 1mmの時、その変動によって生じる寸法誤差(歪み)は、±1/1000 だけ影響を受けます。(上図参照ください。)

 

具体的には、例えば、1メートルの長さの部品図面であれば、1mmのズレが生じます。

よって、目標寸法精度 が ±0.1mm である場合、図面の距離設置精度は、±0.1mm未満に納めなければなりません。

実際には、ターゲット(図面、地図)を次々と入れ換えて撮影するシーンを考えると、図面の設置精度を±0.1mmに納めることは至難でしょう。紙の厚さは薄い紙でも0.05mm(=50μm)程度あります。この場合、紙2枚の厚さが、目標の寸法精度となる計算です。

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2017年3月 1日 (水)

正射投影イメージスキャナ (オルソ・スキャナ)専用のページを用意しました

Osi

正射投影イメージスキャナ(オルソ・スキャナ)専用のページを用意しました。

http://www.imeasure.co.jp/ortho/

ぜひご覧ください。

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